雙跨單層廠房課程設計計算書

設計任務書一、設計題目某金屬裝配車間雙跨等高廠房。二、設計內(nèi)容1、計算排架所受的各項荷載。2、計算各種荷載作用下的排架內(nèi)力（吊車荷載不考慮廠房的空間整體作用）。3、邊柱（A、C軸線）及中柱（B軸線）的柱及牛腿設計，柱下獨立基礎設計。4、繪制施工圖：柱模板圖和配筋圖，基礎模板圖和配筋圖。三、設計資料1、金屬結(jié)構(gòu)車間為兩跨廠房，跨度均為21m。廠房總長54m，柱距6m。廠房標高：室內(nèi)地面±0.000，室外地面-1.500，吊車軌頂標高一班8.000、二班10.00，屋架下弦標高一班10.400、二班12.400。2、廠房每跨內(nèi)設兩臺吊車，A4級工作制，起重量單學號15/3t、雙學號20/5t。吊車其它參數(shù)參見“5~50/5t一般用途電動橋式起重機基本參數(shù)和尺寸（ZQ1-62系列）”。3、建設地點為某城市，基本雪壓0.30kN/m2，基本風壓0.50kN/m2，凍結(jié)深度1.6m。廠房自然地坪下0.6m為回填土，回填土的下層8m為均勻粘土，地基承載力特征值=240kPa，土的天然重度為17.5kN/m3，土質(zhì)分布均勻。下層為粗砂土，地基承載力特征值=350kPa，地下水位-5.5m。4、廠房標準構(gòu)件選用及荷載標準值如下：1)屋架采用21m梯形鋼屋架，按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》附錄A“常用構(gòu)件和材料的自重”，按0.12+0.011L（含支撐，按屋面水平投影面積計算，單位kN/m2；L為跨度，以m計）計算屋架自重標準值（包括支撐）。屋架側(cè)端高度1.4m，屋架在天窗架側(cè)板處的高度為1.7m。2)吊車梁選用鋼筋混凝土等截面吊車梁，梁高900mm，自重標準值29kN/根，軌道及零件自重0.8kN/m，軌道及墊層構(gòu)造高度200mm。3)天窗采用矩形縱向天窗，每榀天窗架每側(cè)傳給屋架的豎向荷載為34kN（包括自重、側(cè)板、窗扇、支撐等的自重）。天窗側(cè)板高度2.6m，天窗架坡屋頂高度0.3m。4)天溝板自重標準值為2.02kN/m。5、圍護墻采用240mm厚粉刷墻，自重5.2kN/m2。鋼窗：自重0.45kN/m2，窗寬4.0m，窗高4.8m。圍護墻直接支撐于基礎梁上，基礎梁截面為240mm×450mm?；A梁自重2.7kN/m。6、材料：混凝土強度等級C20~C30；柱的縱向鋼筋采用HRB335或HRB400，其余鋼筋I級。7、屋面卷材防水法及荷載標準值如下：三氈四油防水層上鋪小石子：0.4kN/m2；25mm厚水泥砂漿找平層：0.5kN/m2；100mm厚珍珠巖制品保溫層：0.4kN/m2；一氈二油隔汽層：0.05kN/m2；25mm厚水泥砂漿找平層：0.5kN/m2；6m預應力大型屋面板：1.4kN/m2。四、設計要求1、計算內(nèi)容完整，計算正確，有必要的示意圖。2、計算書裝訂：封皮、任務書、計算書，格式采用統(tǒng)一模板，可電子錄入后打?。▎蚊婊螂p面打印均可），也可手寫但不得用鉛筆書寫。3、計算書部分表述符合專業(yè)要求。所有示意圖、表格都有編號，安排在正文引用的附近位置。示意圖線條規(guī)整、字跡清楚、整潔。4、施工圖符合建筑制圖規(guī)范的要求。計算書一、設計資料（一）、設計題目某金屬裝配車間雙跨等高廠房。（二）、設計內(nèi)容1、計算排架所受的各項荷載。2、計算各種荷載作用下的排架內(nèi)力（吊車荷載不考慮廠房的空間整體作用）。3、邊柱（A、C軸線）及中柱（B軸線）的柱及牛腿設計，柱下獨立基礎設計。4、繪制施工圖：柱模板圖和配筋圖，基礎模板圖和配筋圖。（三）、設計資料1、金屬結(jié)構(gòu)車間為兩跨廠房，跨度均為21m。廠房總長54m，柱距6m。廠房標高：室內(nèi)地面±0.000，室外地面-1.500，吊車軌頂標高10.00，屋架下弦標高12.400。2、廠房每跨內(nèi)設兩臺吊車，A4級工作制，起重量20/5t。吊車其它參數(shù)由表-1給出。吊車位置起重量（KN）橋跨LK（m）小車重g（KN）最大輪壓Pmax,k(KN)大車輪距K（m）大車寬B（m）車高H（m）吊車總重（KN）左跨（AB）吊車200/5019.570.11874.45.62.184264右跨（BC）吊車200/5019.570.11874.45.62.814264表-1吊車的有關參數(shù)參數(shù)表3、建設地點為某城市，基本雪壓0.30kN/m2，基本風壓0.50kN/m2，凍結(jié)深度1.6m。廠房自然地坪下0.6m為回填土，回填土的下層8m為均勻粘土，地基承載力特征值=240kPa，土的天然重度為17.5kN/m3，土質(zhì)分布均勻。下層為粗砂土，地基承載力特征值=350kPa，地下水位-5.5m。4、廠房標準構(gòu)件選用及荷載標準值如下：（1）、屋架采用21m梯形鋼屋架，按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》附錄A“常用構(gòu)件和材料的自重”，按0.12+0.011L（含支撐，按屋面水平投影面積計算，單位kN/m2；L為跨度，以m計）計算屋架自重標準值（包括支撐）。屋架側(cè)端高度1.4m，屋架在天窗架側(cè)板處的高度為1.7m。（2）、吊車梁選用鋼筋混凝土等截面吊車梁，梁高900mm，自重標準值29kN/根，軌道及零件自重0.8kN/m，軌道及墊層構(gòu)造高度200mm。（3）、天窗采用矩形縱向天窗，每榀天窗架每側(cè)傳給屋架的豎向荷載為34kN（包括自重、側(cè)板、窗扇、支撐等的自重）。天窗側(cè)板高度2.6m，天窗架坡屋頂高度0.3m。（4）、天溝板自重標準值為2.02kN/m。5、圍護墻采用240mm厚粉刷墻，自重5.2kN/m2。鋼窗：自重0.45kN/m2，窗寬4.0m，窗高4.8m。圍護墻直接支撐于基礎梁上，基礎梁截面為240mm×450mm?；A梁自重2.7kN/m。6、材料：混凝土強度等級C20~C30；柱的縱向鋼筋采用HRB335或HRB400，其余鋼筋I級。7、屋面卷材防水法及荷載標準值如下：三氈四油防水層上鋪小石子：0.4kN/m2；25mm厚水泥砂漿找平層：0.5kN/m2；100mm厚珍珠巖制品保溫層：0.4kN/m2；一氈二油隔汽層：0.05kN/m2；25mm厚水泥砂漿找平層：0.5kN/m2；6m預應力大型屋面板：1.4kN/m2。二、材料的選用混凝土強度等級為C25，柱的縱向鋼筋采用HRB335級，其余鋼筋采用I級。三、計算簡圖及柱截面幾何參數(shù)的確定1、計算簡圖本裝配車間工藝無特殊要求，荷載分布均勻。故選具有代表性的排架進行結(jié)構(gòu)設計。排架的負荷范圍如圖-1所示。結(jié)構(gòu)計算簡圖如圖-2所示。下面來確定結(jié)構(gòu)計算簡圖中的幾何尺寸。圖-1排架的負荷范圍圖-2結(jié)構(gòu)計算簡圖2、柱截面幾何參數(shù)的確定(1)、基礎的埋置深度及基礎高度：考慮凍結(jié)深度及回填土層，選取基礎至室外地面為1.8m。初步估計基礎的高度為1.0m，則基礎頂面標高為-0.95m。(2)、牛腿頂面標高確定：軌頂標高為10m，吊車梁高0.9m，軌道及墊層高度為0.2m。可得牛腿頂標高為10-1.1=8.9m。(3)、上柱標高的確定：屋架下弦標高為12.4m，既上柱頂?shù)臉烁邽?2.4m。(4)、計算簡圖中上柱和下柱的高度尺寸確定：上柱高：HU=12.4-8.9=3.5m下柱高：HL=8.9+0.95=9.85m柱的總高度：.H=13.35m(5)、柱截面確定：上柱選矩形截面，下柱選工字形截面對于下柱截面高度h：由于下柱HL=8.9+0.95=9.85m，吊車梁及軌道構(gòu)造高度為1.1m，因此，基礎頂至吊車梁頂?shù)母叨菻k=9.85+1.1=10.95m<11m；下柱截面高度h≥HK/9=10.95/9=1.22m。下柱截面寬度B≥HL/20=9.85/20=0.4925m。并且B≥400m。對于上柱截面主要考慮構(gòu)造要求，一般截面尺寸不小于400*400mm。對于本設計邊柱，即A，C軸柱（圖-3所示）：上柱取500*500mm下柱取500*1300*100mm對于本設計中柱，即B軸柱（圖-4所示）：上柱取500*700mm下柱取500*1500*100mm圖-3圖-4(6)、截面幾何特征和柱的自重計算截面幾何特征包括：截面面積A，排架方向慣性矩IX和回轉(zhuǎn)半徑RX，垂直于排架方向慣性矩IY和回轉(zhuǎn)半徑RY。單位長度柱的自重用G表示。（a）A，C軸柱截面幾何特征：上柱：A=500*500=250*103mm2G=25*0.25=6.25KN/mIX=IY=（1/12）*500*5003=5208*106mm4RX=RY=（IX/A）1/2=141.82mm下柱：IX=(1/12)*100*13003+4[(1/12)*200*1003+200*100*6002]+4[(1/36)*25*(550-(25/3))2]=50109.38*106mm4IY=2*（1/12）*100*5003+（1/12）*（1300-200）*1003+4[（1/36）*25*2003+（1/2）*200*25*（50+（200/3）2）=2333.33*106mm4RX=（IX/A）1/2=477.25mmRY=（IY/A）1/2=102.99mm（b）中柱B軸柱截面幾何特征：上柱：A=500*700=350*103mm2G=25*0.35=8.75KN/mIX=（1/12）*500*7003=14291.67*106mm4IY=（1/12）*700*5003=7291.672*106mm4RX=（IX/A）1/2=202.07mmRY=（IY/A）1/2=144.34mm下柱：A=2*500*700+100*1300+4*1/2*25*200=240*103mmG=25*0.24=6.00KN/mIX=(1/12)*100*15003+4[(1/12)*200*1003+200*100*7002]+4[(1/36)*200*25+1/2*200*25(650-(25/3))2]=71509.38*106mm4IY=2*（1/12）*100*5003+（1/12）*（1500-200）*1003+4[（1/36）*25*2003+（1/2）*200*25*（50+（200/3）2）=2350*106mm4RX=（IX/A）1/2=545.85mmRY=（IY/A）1/2=98.95mm為便于后面使用，各柱的截面幾何特征列于表-2。柱號A

（*103）IX

（*106mm4）IY

（*106mm4）RX

（mm）RY

（mm）G

（KN/m）A，C上柱25052085208144.3149.36.25A，C下柱22050109.382333.33471.25102.995.5B上柱35014291.677291.67202.07144.348.75B下柱24071509.382350545.8598.956表-2各柱的截面幾何特征四、荷載計算1、恒載（1）屋蓋自重G1：天窗自重、屋面構(gòu)造自重、屋架自重屋面均布荷載匯集：三氈四油防水層上鋪小石子：0.4KN/m225mm厚水泥沙漿找平層：0.5KN/m2100mm厚珍珠巖制品保溫層：0.4KN/m2一氈二油隔氣層：0.05KN/m225厚水泥沙漿找平層：0.5KN/m26m預應力大型屋面板：1.4KN/m2合計：3.25KN/m2屋蓋結(jié)構(gòu)自重由屋架傳給排架柱的柱頂G1按負荷范圍計算：其值為：屋面結(jié)構(gòu)傳來：3.25*6*21*0.5=204.75KN天窗架傳來：34KN天溝板傳來：2.02*6=12.12KN屋架自重標準值：95/2=47.5KN合計：G1=298.37KN對于A，C軸柱：G1A=G1C=298.37KN。對柱頂?shù)钠木鄀1A=e1C=250-150=100mm。如圖-5所示。對于中柱：G1B=2*298.37=596.74KN。對柱頂?shù)钠木鄀1B=0。如圖-6所示。圖-5圖-6（2）柱自重：上柱G2、下柱G3上柱G2：對于邊柱：G2A=G2C=6.25*3.5=21.875KN。其偏心距e2A=e2C=650-250=400mm對于中柱：G2B，K=8.75*3.5=30.625KN。其偏心距e2B=0。下柱G3：對于邊柱：G3A=G3C=8.55*5.5*1.1=51.78KN。其偏心距e4A=e4C=0對于中柱：G3B=6.00*8.55*1.1=56.43KN。其偏心距e4B=0（3）吊車梁及軌道自重G4：邊柱牛腿處：G4A=G4C=38+0.8*6=43.8KN。其偏心距e3A=e3C=750-650=100mm對于中柱牛腿處：G4B左=G4B，K左=43.8KN。其偏心距：e3B左=e3B=750mm。（4）墻自重G5：為了確定墻體的荷載，需要計算墻體的凈高：基礎頂標高為-0.950m。軌頂標高+10m。檐口標高為：10+2.4+1.4=13.8m。基礎梁高：0.45m，因此，墻體凈高為：13.8+0.95-0.45=14.3m。窗寬4m，窗高4.8+1.8=6.6m。基礎連系梁與上部墻體自重：5.2*（14.3*6-4*6.6）+0.45*4*6.6=282.264KN。基礎連系梁自重：2.7*6=16.2KN基礎連系梁與上部墻體自總重：G6A，K=G6C，K=282.264+16.2=298.464KN。這項荷載直接作用在基礎頂面。對下柱中心線的偏心距為：e6A=e6C=120+650=770mm。各永久荷載的大小和作用位置如圖-7所示：圖-7活荷載作用下雙跨排架的計算簡圖圖-7各永久荷載、活荷載的打大?。↘N）和作用位置2、屋面活荷載按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2001，屋面活荷載標準值：0.5KN/m2屋面雪荷載：0.3KN/m2，不考慮積灰荷載，故僅按屋面活荷載計算?；詈奢d作用下雙跨排架的計算簡圖如下所示：圖-8活荷載作用下雙跨排架的計算簡圖3、吊車荷載AB、BC跨吊車為兩臺200/50，A4級工作制（中級工作制）。最小輪壓計算：AB跨：=-=-187=45KN吊車豎向荷載、的計算，按每跨兩臺吊車同時工作且達到最大起重量考慮。按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2001的規(guī)定，吊車荷載的折減系數(shù)為=0.9。吊車荷載的計算利用吊車支座反力影響線求得。AB跨吊車豎向荷載DMAX，K、DMIN，K的計算：DMAX，K=PMAX=0.9*187（1+1.6/6+4.8/6+0.4/6）=359.04DMIN，K=DMAX=359.04*45.0/187=86.4KN吊車豎向荷載DMAX，K、DMIN，K的作用位置與G3作用位置相同。吊車水平荷載TMAX，K的計算，按每跨2臺吊車同時工作且達到最大起重量考慮。按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2001的規(guī)定，吊車荷載的折減系數(shù)為=0.9，吊車水平系數(shù)=1.0。吊車水平荷載的計算也可利用吊車豎向荷載計算時吊車糧支座反力影響線求的。每各車輪傳遞的水平力的標準值：TK=1/4（G2，K+G3，K）=1/4*0.1*（70.1+200）=6.76KN則AB跨的吊車傳給排架的水平荷載標準值：TMAX，K=TK*DMAX，K/PMAX，K=6.76*359.04/187=12.97KN各跨吊車水平荷載TMAX，K作用在吊車梁頂面，即作用在距吊車梁頂0.9m處。4、風載封閉式帶天窗的雙跨雙坡屋面的風載體型系數(shù)查荷載規(guī)范表7.3.1第14項。確定q1、q2、Fw，繪制示意圖。本地區(qū)基本風壓Wo=0.5KN/M2。在左風情況下，天窗處的μs的確定：a=18m,h=2.8m,因此a>4h,所以μs=+0.6。作用在柱頂以下墻面上的風荷載按均布考慮，其風壓高度變化系數(shù)可按注頂標高取值。柱頂至屋脊間屋蓋部分的風荷載，仍取為均布的，其對排架的作用則按作用在柱頂?shù)乃郊酗L荷載標準值Fw考慮。這時的風壓高度變化系數(shù)可按天窗檐口取值；柱頂至室外地面的高度為：Z=7.6+0.15+2.4=10.35m天窗檐口至室外地面的高度為：Z=7.6+0.15+2.4+1.3+2.6=15.65m.按線性內(nèi)插法確定μz:柱頂:天窗檐口處:左風情況下風荷載的標準值:q1k=μs1μzWoB=0.8*1.01*0.55*6=2.667KN/Mq2k=μs2μzWoB=0.4*1.01*0.55*6=1.333KN/M柱頂以上的風荷載可轉(zhuǎn)化為一個水平集中力計算,其風壓高度變化系數(shù)統(tǒng)一按天窗檐口處μz=1.1582取值.其標準值為:Fwk=ΣμsμzWohB=[(0.8+0.4)*1.1582*0.55*6*1.4]+[(0.4-0.2+0.5-0.5)*1.1582*0.55*6*1.3]+[(0.6+0.6+0.6+0.5)*1.1582*0.55*6*2.6]+[(0.7-0.7+0.6+0.6)*1.1582*0.55*6*0.3]=30.27KN右風和左風情況對稱,方向相反。圖-9風荷載作用下雙跨排架的計算簡圖五、內(nèi)力分析本單層廠房是兩胯的對稱結(jié)構(gòu)，C主和A柱受力完全一樣，因此只要計算AB就可以了。本廠房為兩跨等高排架，可用剪力分配法進行排架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計算。在各種荷載作用柱頂按可動鉸支座計算，不考慮廠房的空間工作。這里規(guī)定柱頂不動鉸支座反力R，柱頂剪力V和水平荷載自左向右為正，截面彎矩以柱左側(cè)受拉為正，柱的軸力以受壓為正。1、計算剪力分配系數(shù)單位力作用下懸臂柱的柱頂位移：Δu=H3/(C0ECIL)C0=3/[1+λ3(1-n)/n]計算有關參數(shù)：AC柱：λ=Hu/H=3.5/12.05=0.290；n=Iu/IL=5208*106/(51942.92*106)=0.104C0=3/[1+λ3(1-n)/n]=3/[1+0.2903(1-0.104)/0.104]=2.479B柱：λ=Hu/H=3.5/12.05=0.290；n=Iu/IL6/（74060.88*106）=0.1998C0=3/[1+λ33單位力作用下懸臂柱的柱頂位移：C柱：ΔuA=ΔuC=H3/(C0ECIL)=120503/（2.479*EC*50109.375*106）=14.085/ECB柱：ΔuB=H3/(C0ECIL)=120503/（2.733*EC*71509.375*106）=18.953/EC令Ki=1/ΔuiK=Ka+kb+kc=1/ΔuA+1ΔuB/+1/Δuc=0.2537EC所以，三根柱的剪力分配系數(shù)為：ηA=KA/K=0.2798;ηB=KB/K=0.440;ηc=Kc/K=0.2798驗算：ηA+ηB+ηc≈1.0當柱頂有水平荷載F時，求出剪力分配系數(shù)后，即可求出柱頂剪力：VA=ηAF；VB=ηBF；Vc=ηcF求出柱頂剪力后，即可按懸臂柱繪出結(jié)構(gòu)的內(nèi)力圖。下面進行各種荷載走作用下排架的內(nèi)力。2、恒載下排架內(nèi)力：圖-10永久荷載作用下雙跨排架的計算簡圖 對M作用進行排架分析，對圖-10中的豎向荷載所產(chǎn)生的軸力直接累加。各柱頂不動鉸支座的支座反力：C1=1.5*[1-λ2(n-1)/n]/[1-λ3(1-n)/n]=1.5*[1-0.2902(0.104-1)/0.104]/[1+0.2903(1-0.104)/0.104=2.1376C3=1.5*(1-λ2)/[1-λ3(1-n)/n]=1.5*(1-0.2902)/[1+0A柱：λ3(1-0.104)/0.104]=1.1353R1=MC1/H=29.837*2.1376/12.05=5.2929KN()R2=MC3/H=125.908*1.1353/12.05=11.8625KN()所以RA=R1+R2=17.1154KN（）B柱：RB=0C柱：RC=-RA=-17.1154KN（）所以：假設的排架柱頂不動鉸支座的支座反力之和R=RA+RB+RC=0所以：各柱頂?shù)膶嶋H剪力為：VA=RA=17.1154KN（）VB=RB=0VC=-17.1154KN（）圖-11各柱頂?shù)膶嶋H剪力求出后，即可按懸臂柱進行內(nèi)力計算。現(xiàn)把各柱的軸力算過程敘述如下，彎矩和剪力的計算從略。排架的彎矩圖，柱底剪力（向左為正）和軸力圖如圖-12所示。柱軸力標準值計算：AC柱：柱頂：N=298.37KN上柱底：N=298.37+21.875=320.245KN下柱頂：N=320.245+43.8=364.045KN下柱底：N=364.045+51.78=415.825KNB柱：柱頂：N=596.74KN上柱底：N=596.74+30.625=627.365KN下柱頂：N=627.365+43.8*2=714.965KN下柱底：N=714.965+56.43=771.395KN永久荷載作用下的彎矩（KNM）圖和柱底剪力（KN）（b）永久荷載作用下的軸力（KN）圖-12永久荷載作用下排架的內(nèi)力圖3、屋面活荷載下的內(nèi)力A柱：λ=Hu/H=0.290；n=Iu/IL=0.104；C1=2.1376；C3=1.1353R1=M1AKC1/H=3.15*2.1376/12.05=0.559KN（）R2=M2AKC3/H=12.6*1.1353/12.05=1.187KN（）所以RA=R1+R2=1.746KN（）B柱：λ=Hu/H=0.290；n=Iu/IL=0.199C1=1.5*[1-λ2(n-1)/n]/[1-λ3(1-n)/n]=1.5*[1-0.2902(0.1998-1)/0.197]/[1+0.2903(1-0.1998)/0.1998]=1.827RB=R1=M1bkC1/H=4.725*1.827/12.05=0.716KN()C柱：Rc=0-9.1474V=-0.689-3.0135V=-0.367V=1.057-8.30245-6.00950.5495-4.74-12.3-2.4115所以：假設的排架柱頂不動鉸支座的支座反力之和R=R-9.1474V=-0.689-3.0135V=-0.367V=1.057-8.30245-6.00950.5495-4.74-12.3-2.4115所以：各柱頂?shù)膶嶋H剪力為：VA=RA-ηAR=1.057KN（）VB=RB-ηBR=-0.367KN（）VC=Rc-ηcR=-0.689KN（）ΣVi≈0各柱頂?shù)膶嶋H剪力求出后，即可按懸臂柱進行內(nèi)力計算。4、吊車荷載作用下的排架內(nèi)力（不考慮廠房整體空間工作）（1）、AB跨有吊車荷載，Dmax,k作用在A柱，Dmin,k作用在B柱時排架內(nèi)力分析，其計算簡圖如圖-14所示。A柱：λ==0.290；n==0.104；C3=1.1353RA=R2=C3=35.904*1.1353/12.05=-3.3827（圖-14B柱：λ==0.290；n==0.1998；C3=1.5*（1-λ2）/[1+λ3（-1）]=1.5*（1-0.2902）/[1+0.2903（-1）]=1.25175所以：假設的排架柱頂不動鉸支座的支座反力之和R=RA+RB+RC=3.3487（）所以：各柱頂?shù)膶嶋H剪力為：0各柱頂?shù)膶嶋H剪力求出后，即可按懸臂柱進行內(nèi)力計算，排架的彎距圖，柱底剪力（向左為正）和軸力圖如圖-15所示。(a)Dmax,k在A柱時的軸力(KN)(b)Dmax,k作用在A柱時的彎距和柱底剪力圖-15（2）、AB跨有吊車荷載，Dmax,k作用在B柱，Dmin,k作用在A柱時排架內(nèi)力分析，其計算簡圖如圖-16所示。A柱：λ==00290；n==0.104；C3=1.1353RA=R2=C3=-3.3827（）B柱：λ==0.290；n==0.1998；C3=1.5*（1-λ2）/[1+λ3（-1）]=1.5*（1-0.2902）/[1+0.2903（-1）]=1.25175RB=R2=C3=64.8*1.25175/12.05=6.7314KN(）圖-16C柱：RC=0所以：假設的排架柱頂不動鉸支座的支座反力之和R=RA+RB+RC=+3.3487（）所以：各柱頂?shù)膶嶋H剪力為：VA=RA-ηAR=--3.3827-0.2798*3.3487=-4.3197（）VB=RB-ηBR=6.7314-0.440*3.3487=5.2580（）VC=RC-ηCR=-0.2798*3.3487=-0.93697（）0各柱頂?shù)膶嶋H剪力求出后，即可按懸臂柱進行內(nèi)力計算，排架的彎距圖，柱底剪力（向左為正）和軸力圖如圖-17所示。圖-17（3）、BC跨有吊車荷載，Dmax,k作用在B柱，Dmin,k作用在C柱時排架內(nèi)力分析，其計算簡圖如圖-18所示。B柱：λ==0.300；n==0.200；C3=1.31RB=R2=C3=353.87*1.31/13.45=-34.47）C柱：λ==0.260；n==0.104；RC=R2=C3=11.66*1.215/13.45=1.05KN（）A柱：RA=0所以：假設的排架柱頂不動鉸支座的支座反力之和R=RA+RB+RC=-33.42（）所以：各柱頂?shù)膶嶋H剪力為：VA=RA-ηAR=0.282*33.42=9.42KN（）VB=RB-ηBR=-34.47+0.434*33.42=-19.97KN（）VC=RC-ηCR=1.01+0.282*33.42=10.47KN（）0各柱頂?shù)膶嶋H剪力求出后，即可按懸臂柱進行內(nèi)力計算，排架的彎距圖，柱底剪力（向左為正）和軸力圖如圖-19所示。圖-18(a)Dmax,k在B柱時的軸力(KN)(b)Dmax,k作用在B柱時的彎距和柱底剪力圖-19（4）、BC跨有吊車荷載，Dmax,k作用在C柱，Dmin,k作用在BB柱：λ==0.260；n==0.200；C3=1.31RA=R2=C3=-87.47*1.31/13.45=-8.52（）C柱：λ==0.260；n==0.104；C3=1.215RC=R2=C3=47.18*1.215/13.45=4.26KN（）A柱：RA=0所以：假設的排架柱頂不動鉸支座的支座反力之和R=RA+RB+RC=-4.26（）所以：各柱頂?shù)膶嶋H剪力為：VA=RA-ηAR=0.282*4.26=1.20KN（）圖-20Dmax,k作用在C柱，Dmin,k作用在D柱時排架計算簡圖..VB=RB-圖-20Dmax,k作用在C柱，Dmin,k作用在D柱時排架計算簡圖..VC=RC-ηCR=4.26+0.282*4.26=6.11KN（）0各柱頂?shù)膶嶋H剪力求出后，即可按懸臂柱進行內(nèi)力計算，排架的彎距圖，柱底剪力（向左為正）和軸力圖如圖-21所示。(a)Dmax,k在B柱時的軸力(KN)(b)Dmax,k作用在B柱時的彎距和柱底剪力圖-21BC跨有吊車Dmax,k作用在C柱時排架內(nèi)力圖（5）、作用于AB跨，即AB跨有吊車吊車水平荷載Tmax,k的作用點距柱頂?shù)木嚯xy=3.5-0.9=2.6m；y/Hu=0.743。因此排架柱頂不動鉸支座的支座反力系數(shù)C4需用線形內(nèi)插法確定。C柱：λ=0290；n=0.104；當y=0.7Hu時：C4=[2-2.1λ+λ3（0.243/n+0.1）]/{2[1+λ3（1/n-1）]}=0.698當y=0.8Hu時：C4=[2-2.4λ+λ3（0.112/n+0.1）]/{2[1+λ3（1/n-1）]}=0.654所以當y=0.743Hu時：C4=0.582+（0.743-0.7）（0.532-0.582）（0.8-0.7）=0.607B柱：λ=0.290；n=0.1998C4=[2-2.1λ+λ3（0.234/n+0.1）]/{2[1+λ3（1/n-1）]}=0.679當y=0.8Hu時：C4=[2-2.4λ+λ3（0.112/n+0.1）]/{2[1+λ3（1/n-1）]}=0.689所以當y=0.743Hu時：C4=0.689+（0.743-0.7）（0.646-0.689）（0.8-0.7）=0.670柱頂不動鉸支座反力的計算：A柱：RA=R2=C4Tmax,k=0.679*12.97=8.81KN（）B柱：RB=R2=C4Tmax,k=0.670*12.97=8.69KN（）C柱：RC=0所以：假設的柱頂不動鉸支座的支座反力之和：R=RA+RB+RC=17.5KN（）所以：各柱頂?shù)膶嶋H剪力為：VA=RA-ηAR=8.86-0.2798*17.5=3.194KN（）VB=RB-ηBR=8.69-0.440*17.5=0.99KN（）VC=RC-ηCR=-0.440*17.5=-4.897KN（）0各柱頂?shù)膶嶋H剪力求出后，即可按懸臂柱進行內(nèi)力計算。排架的彎矩圖，柱底剪力和軸如圖所示，柱的軸力為零5、風載下的排架內(nèi)力（1）、左風情況：在均布風荷載作用下，各柱頂不動鉸支座反力的計算：圖-16A柱：λ=0.290；n=0.104；C5=3[1+λ4（1/n-1）]/{8[1+λ3（1/n-1）]}=0.3745RA=-C5qH=--0.3745*2.667*12.05=-12.0369（）C柱：λ=Hu/H=0.290；n=Iu/Il=0.104；C5=0.3745RC=-C5qH=-0.3745*1.333*12.05=-6.0155KN（）所以：假設的柱頂不動鉸支座的支座反力之和：R=RA+RB+RC=-18.0254KN（）所以：各柱頂?shù)膶嶋H剪力為：VA=RA-ηAR+ηAFw=1.4837KN（）VB=RB-ηBR+ηBFw=-21.26KN（）VC=RC-ηCR+ηCFw=7.5051KN（）Fw各柱頂?shù)膶嶋H剪力求出后，即可按懸臂柱進行內(nèi)力計算。排架的彎矩圖，柱底剪力和軸力圖如圖-23所示，柱的軸力為零。圖-23左右風情況排架的彎矩圖2．右風情況：其計算簡圖如圖-所示。由于對稱性，右風作用時的內(nèi)力圖如圖所示。圖-23左右風情況排架的彎矩圖六、最不利內(nèi)力組合1、荷載組合系數(shù)關于荷載組和系數(shù)，風荷載：0.6，其他0.7。準永久值系數(shù)風0，屋面活荷載：不上人0，上人：0.4，吊車：0.6。四臺吊車的轉(zhuǎn)換系數(shù)為0.8/0.9。2、控制截面上柱底I-I、下柱頂II-II、下柱底III-III。每一個控制截面均進行基本組合，用于柱配筋計算和基礎設計；標準組合：用于柱裂縫寬度驗算和地基承載力設計。由于地質(zhì)條件較好，本題不進行地基變形驗算，否則還應增加III-III截面的準永久組合。基本組合采用的荷載組合方式用規(guī)范給出的簡化組合方式，即：恒荷載+0.9（任意兩個或者兩個以上活荷載之和）恒載+任意活載標準組合，也可采用上述的基本組合規(guī)則，但荷載的分項系數(shù)均為1.0。最不利內(nèi)力：3、內(nèi)力組合表分別對A、B柱，繪制內(nèi)力組合表。由附表給出。七、柱的設計（一）A、C柱截面設計砼：強度等級C25（f=11.9N/MM,f=1.27N/MM）,=0.55上柱：=1521.71KN下柱：在腹板范圍內(nèi)上柱高3.5m,下柱高8.55m，總高12.05m,柱截面尺寸見表，確定柱的計算長度。排架方向：當考慮吊車荷載時上柱：下柱：當不考慮吊車荷載時上柱下柱：垂直于排架方向：（按無柱間支撐）當考慮吊車荷載時上柱：下柱當不考慮吊車荷載時上柱：下柱下柱：該廠房工作環(huán)境屬一類環(huán)境，預制構(gòu)件砼保護層。按規(guī)范要求，取25mm，則=’=35mm.本設計采用對稱配筋，選取內(nèi)力時，只考慮彎矩絕對值。經(jīng)分析，對基本組合所選擇的不利內(nèi)力見表。截面MN是否為吊車荷載初步判別大小偏心I-I122.9423.99是大偏壓×-615384.30是大偏壓×122.39424.99是大偏壓√66.49384.31否大偏壓×-4.75384.31是大偏壓×17.51476.44是大偏壓√II-II-9.08838.97是小偏壓×-217.46573.31是大偏壓√-27.35878.66是大偏壓×-131.57452.19是大偏壓×-84.87939.57是大偏壓√III-III517.66901.11否大偏壓×-389.5647.54是大偏壓×521.25-975.99是大偏壓√527.98498.99是大偏壓×25.981001.64是小偏壓√取舍原則對大偏壓：M相等或接近時，取N小者；N相等或接近時，取M大者；對小偏壓：M相等或接近時，取N大者；N相等或接近時，取M大者；上柱配筋計算：假設為大偏壓上柱截面選定分別為，按最小配筋率：另外垂直于排架方向承載力驗算（按軸心受壓驗算），查表得，所以垂直于排架方向承載力滿足要求。下柱截面的配筋計算選III-III截面：先按大偏壓計算：則可按大偏壓計算垂直于排架方向承載力，按軸心受壓構(gòu)件計算查表可得，下柱再計算一個小偏心受壓的情況先按大偏壓計算：應按大偏壓計算，屬于大偏心受壓情況，其他各不利內(nèi)力的配筋計算從略。最終確定上柱的受力鋼筋為：，下柱兩邊的受力鋼筋為。下柱截面的配筋計算選III-III截面：，N=1010.55KN，=1.0=7.85m，=1.0=7.85m=M/N=510.34/1010.55=0.505m取/30和20mm中的大值，故取/30=33.3mm=+=505+33.3=583.3mm考慮撓度的二階效應對偏心矩的影響1=0.5A/N=0.5*11.9*167500/1015.55*103=0.986/h=7.85/1=7.85<15，=1 =1+（/h）1=1.08（二）、柱裂縫寬度驗算在柱的標注組合中，-（上柱下柱）需要進行跨度裂縫驗算的不利內(nèi)力，見表5裂縫寬度驗算的不利內(nèi)力表表5MN偏心距M/N1-191.74348.604263.1890.2320.25284.932-23-3384.47415.82924.6現(xiàn)在以的情況來驗算最大裂縫寬度。構(gòu)件力特征系數(shù)——最外層受拉鋼筋外邊緣至受拉底邊的距離。（三）、牛腿設計1、幾何尺寸，如圖所示2、牛腿配筋計算由于，故牛腿縱向配筋按構(gòu)造計算，取43、吊車梁下局部受壓驗算4、柱的外觀尺寸插入杯口的深度，按表取，按鋼筋錨固長度假定柱長故柱插入杯